혈뇌장벽 – Blood-Brain Barrier

이름에서 바로 알  수 있듯이, 혈뇌장벽은 혈액과 뇌를 둘러싼 액체 사이에 있는 장벽을 말합니다. Paul Ehrlich란 사람이 실험적으로 발견했는데, 그는 파랑 염료를 동물의 혈관에 주입했을 때, 뇌와 척수조직을 제외한 모든 조직이 파랗게 물드는 현상과, 같은 염료를 뇌를 감싸는 용액에 주입했을 때 뇌와 척수만 파랗게 물드는 현상을 토대로 혈뇌장벽의 존재를 밝혔습니다.

하지만 뇌도 영양분을 혈액으로부터 공급받아야 하기 때문에, 몇몇 물질은 통과시키고 몇몇 물질은 통과시키지 않는 선택적 투과(selectively permeable)를 합니다. 대부분의 경우 모세혈관(capillary)의 벽을 이루는 세포들은 서로 팽팽하게 모여있지 않습니다. 작은 틈들이 존재하게 되고, 그 틈을 통해 혈액에서 조직액으로 물질 교환이 일어나는 것입니다. 그런데, 중추신경계(CNS)에서는 모세혈관에 그런 틈들이 없습니다. 그렇기 때문에 많은 물질들이 혈액에서 조직액으로 나가지 못합니다. 이렇게 뇌로 통하는 모세혈관을 이루는 팽팽한 벽을 혈뇌장벽(blood-brain barrier)이라고 합니다.

꼭 필요한 물질들은 단백질을 통한 능동수송에 의해 혈뇌장벽을 이동합니다. 예를 들어 포도당(glucose)은 포도당 수송단백질(glucose transporter)에 의해 뇌로 들어오게 되고, 뇌의 대사 산물로 나온 물질들 역시 수송단백질을 통해 뇌 밖으로 버려집니다.

뇌로 가는 독성 물질을 막는 역할 외에도 혈뇌장벽은 중요한 일을 하고 있습니다. 알다시피, 뇌에서의 정보 전달은 뉴런과 그 뉴런을 둘러싼 세포 외 용액의 물질의 정교한 균형에 의해서 일어나고 있습니다. 만약 뉴런 외 용액에서 어떤 물질의 농도가 약간이라도 변한다면, 정보전달에 방해가 될 수 있습니다. 혈뇌장벽은 뇌를 둘러싼 용액의 변화를 막는 역할을 하는 것입니다.

하지만 혈뇌장벽에도 틈이 있습니다. 다른 곳에서는 통과시키지 않는 물질들을 통과시키는 곳이 몇 군데 있습니다. Area postrema(최후영역)가 혈뇌장벽이 헐거운 부분 중 한 곳입니다.  area postrema는 구토작용을 담당하는 뇌의 일부입니다. 이 곳의 혈뇌장벽이 약한 이유는, 위를 통해 혈액으로 들어온 독성 물질이 있을 경우, area postrema에서 혈뇌장벽을 넘어온 독성물질을 감지하고, 구토를 유발하여 위 밖으로 그런 독성 물질을 뱉어낼 수 있게 하기 위해서라고 합니다. 게다가, area postrema로 넘어온 독성 물질들이 뇌의 다른 부분으로 퍼져나가지 못하도록 tanycyte barrier라는 다른 장벽이 존재한다고 합니다.

area_postrema

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